تكنو طاقة تقارير التكنو طاقة تقارير السيارات رئيسية سيارات

دراسة مصرية: المركبات الكهربائية أداة فاعلة لخفض أحمال شبكات الكهرباء

داليا الهمشري

2026-02-10

0 385

لم تعد المركبات الكهربائية مجرد بديل نظيف لسيارات الوقود التقليدي، بل تحولت تدريجيًا إلى عنصر فاعل داخل منظومة الطاقة نفسها، خاصةً مع تطور تقنيات المركبة إلى شبكة الكهرباء (Vehicle-to-Grid – V2G)، التي تسمح للسيارات بتخزين الكهرباء وإعادتها إلى الشبكة وقت الحاجة.

وهذا التحول يفتح آفاقًا واسعة لدعم استقرار شبكات الكهرباء، وتقليل أحمال الذروة، وتعزيز دمج الطاقة المتجددة، لكنه في المقابل يطرح تحديات كبيرة أمام المدن النامية سريعة النمو، وعلى رأسها القاهرة.

وفي هذا السياق، أعدَّ الباحث بقسم تكنولوجيا الكهرباء بكلية التكنولوجيا والتعليم – جامعة العاصمة، المهندس محمود حسن توفيق، رسالة ماجستير بعنوان: "دراسة وتحليل التحديات التي تؤثر على تنفيذ وفاعلية تكنولوجيا النقل من مركبة إلى شبكة الكهرباء وتطبيقاتها التربوية".

وتقترح هذه الرسالة -التي اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)- نموذجًا عمليًا لتخطيط بنية تحتية ذكية وعادلة لشحن المركبات الكهربائية في القاهرة، مع دمج تقنيات( V2G).

وأشرف على الرسالة نخبة من أساتذة الهندسة، هم: الدكتور حسام يوسف عبد الحميد، والدكتور محمد مصطفى رمضان، والدكتور محمد صابر التهامي، والدكتور أمير رؤوف عدلي صادق، وضمت لجنة المناقشة كلًا من: الدكتور محمد أحمد إبراهيم، والدكتور عمرو جلال الدين أحمد، إلى جانب المشرفين.

تخطيط ذكي لمحطات الشحن

تعتمد الرسالة على منهج حديث يجمع بين التحليل المكاني المتقدم وتقنيات التعلم الآلي؛ بهدف تقييم توزيع محطات شحن المركبات الكهربائية في القاهرة، ورصد الفجوات الجغرافية، والتنبؤ بالطلب المستقبلي على الشحن.

واعتمد الباحث في دراسته على مجموعة من الأدوات التحليلية المتقدمة لفهم أنماط توزيع محطات شحن المركبات الكهربائية داخل المناطق الحضرية، وربطها بالكثافة السكانية والطلب على الكهرباء، من خلال استعمال تقنيات التحليل العنقودي مثل K-Means Clustering لتصنيف الأحياء وفق خصائصها السكانية ومستويات الاستهلاك، بما يساعد على تحديد المناطق الأكثر احتياجًا إلى بنية تحتية جديدة للشحن.

المركبات الكهربائية

كما لجأ إلى نماذج حديثة من التعلم الآلي (Machine Learning) للكشف عن مناطق القصور وعدم العدالة في توزيع محطات الشحن باستعمال خوارزمية DBSCAN، إلى جانب بناء نماذج تنبؤية لتقدير الطلب المستقبلي على الشحن على مستوى الأحياء المختلفة عبر Random Forest Regression.

واستعان الباحث بنموذج XGBoost بصفته مؤشرًا مرجعيًا لمقارنة دقة التنبؤ، بما يعزز موثوقية التحليل، ويدعم اتخاذ قرارات تخطيطية أكثر كفاءة واستنادًا إلى البيانات.

فجوات واضحة

عند تطبيق المنهج على شبكة تضم 85 محطة شحن و209 مخارج شحن في القاهرة، كشفت النتائج عن تفاوتات مكانية كبيرة في توزيع البنية التحتية، حيث تعاني مناطق ذات كثافة سكانية مرتفعة، مثل عين شمس ودار السلام، من نقص واضح في محطات الشحن مقارنة بحجم الطلب المتوقع.

وأظهرت المحاكاة أن مشاركة 40% فقط من المركبات الكهربائية في نظام V2G يمكن أن تؤدي إلى: خفض الحمل الذروي على الشبكة بأكثر من 25 ميغاواط دون الحاجة إلى إنشاء بنية تحتية كهربائية جديدة، وهو ما يُبرز الدور الإستراتيجي لتقنيات V2G بمثابة حل منخفض التكلفة لدعم الشبكات في المدن الكبرى.

كما قدّمت الرسالة 3 مؤشرات كمية مبتكرة لدعم التخطيط العادل والمبني على البيانات، وهي: مؤشر المقابس لكل كثافة سكانية (SPDI) لقياس التوازن بين عدد مخارج الشحن وعدد السكان، ومؤشر عبء السفر إلى المقابس (STBI) لتقييم الجهد المكاني الذي يبذله المستهلك للوصول إلى محطة الشحن، ومؤشر تنوع المقابس (PDS) لقياس مدى توافق أنواع الموصلات داخل الشبكة وتنوّعها.

وتُسهم هذه المؤشرات في مساعدة صنّاع القرار على تصميم شبكات شحن أكثر شمولًا وعدالة، تراعي البعد الاجتماعي إلى جانب الكفاءة الفنية.

التوسع في المركبات الكهربائية

لم تقتصر الرسالة على الجانب الهندسي، بل تضمنت مكونًا تربويًا تطبيقيًا، يتمثل في تصميم وحدة دراسية عملية لطلاب كلية التكنولوجيا والتعليم بجامعة العاصمة.

وتعتمد الوحدة على مخرجات البحث، وتعتمد على أدوات تحليل مثل Python وExcel وJASP، ضمن إطار تصنيف بلوم، مع نواتج تعلم قابلة للقياس، وأنشطة تطبيقية، وأدوات تقييم قبلية وبعدية.

وتهدف هذه الوحدة إلى تعزيز جاهزية الطلاب للعمل في مجالات الطاقة الذكية وأنظمة النقل المستقبلية.

جانب من مناقشة رسالة الماجستير للباحث محمود حسن حول دور المركبات الكهربائية في خفض أحمال شبكات الكهرباء

كما تقدّم هذه الرسالة نموذجًا متكاملًا وقابلًا للتوسع لتخطيط بنية تحتية مستدامة وعادلة اجتماعيًا للمركبات الكهربائية، يجمع بين الابتكار التكنولوجي، والعدالة المكانية، والتكامل التعليمي، بما يدعم مصر في تحقيق انتقال عادل للطاقة وبناء أنظمة تنقل أكثر مرونة في المستقبل.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..